精讀干貨|電源外圍設計之TVS以及輸出電容選型
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2021-09-08
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電源是系統中的核心組件之一，輸出電源的穩定是尤為重要的，TVS可以有效抑制電路中存在快速過電壓的情況，而輸出電容可以有效減少輸出電壓紋波。那么設計電源外圍電路時，TVS和輸出電容該如何選型？在開關電源的設計或應用中，發現輸出電壓精度偏低？輸出存在過電壓脈沖干擾導致電源損壞？或者后端單片機損壞？諸如此類的應用問題該如何解決，閱讀本文，或許你可以找到答案。
一、TVS&輸出電容作用
①TVS它可以有效地對雷電、負載開關等人為操作錯誤引起的過電壓沖擊起保護作用；
②C2/C3是電解電容，用作輸出整流濾波，且起到一定的過電壓沖擊防護作用；
③C4為陶瓷電容，去除高頻噪，一般取值0.1~4.7uF。
二、輸出電解電容選型
輸出電解電容在開關電源中應用時，通常用作濾波作用。在低溫條件下，液態鋁電解電容器會因電解液凍結導致容量大幅度減少甚至失效。產品根據是否內置電容分為外置電容型（如金升陽LS系列）和內置電容型（如金升陽LD/LH系列），輸出所接的電容不能過大，最大不能超過產品規定的最大容性負載值（參考技術規格），否則會出現產品啟動不良的情況。
·外置電容型
圖1為外置電解電容型的ACDC電源（如金升陽LS系列），C3 為輸出濾波電解電容（必須外接），與 C2、L1 組成 Pi 型濾波電路，C2建議使用高頻低阻電解電容（低溫-40℃下ESR≤1.1Ω）或固態電容，如僅在常溫和高溫環境下應用時 C2 可使用電解電容，容量和額定紋波電流請參考各廠商提供的技術規格。如果選取的電容值偏小，會導致輸出電壓精度偏低，輸出紋波大等問題。
·內置電容型
圖2產品屬于內置電解電容的ACDC電源，輸出電解電容C2主要用于濾波，一般選取10uF~47uF即可，具體參考產品技術手冊推薦值。
圖2中的C4和圖1中的C4 為陶瓷電容，用于濾除高頻噪聲，一般取值0.1~4.7uF，具體參考產品技術手冊。電容耐壓至少降額到 80%，額定電壓值優先選擇以下標準值：6.3V，10V，16V，25V，50V，100V，250V等。
三、TVS選型
TVS可以有效地對雷電、負載開關等人為操作錯誤引起的過電壓沖擊起保護作用。一般情況下，電源本身是不需要額外的增加TVS進行防護的，當輸出走線較長時（會引入干擾等情況），或存在感性負載（會產生電壓尖峰）的應用時建議使用，靠近需要保護的后級電路。TVS常見的貼片封裝SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ系列，分別代表的峰值脈沖功率為400W、600W、1500W和3000W。
1、規格選型一般按照（擊穿電壓VBR）≥輸出電壓的 1.2 倍選取
2、脈沖峰值電流IPP的選擇：要根據線路上可能出現的最大浪涌電流來選擇合適的型號。
例如，在金升陽ACDC電源LD20-23B15R2輸出電路中（Vo：15V），推薦了SMBJ20A，擊穿電壓是20V（VBR=1.33Vo）。
四、小結
在信息化的時代，無處不用電源，隨著科技的發展對電源的安全、穩定性要求越來越高，而在開關電源的輸出增加防護電路、濾波等措施可以大大提高電源的安全可靠性、穩定性。金升陽擁有上萬種產品型號，深耕八大行業，在不同產品不同環境的應用環境下，都有相關的外圍推薦電路，為客戶的系統保駕護航。
